Smart. Europas första smarta stad byggs i Paredes i norra Portugal med intelligens och sensorer inbyggda i hela stadens struktur och byggnader.
Framtiden tillhör städerna. År 2050 kommer det att finnas 9 miljarder människor på jorden och av dessa kommer ytterligare tre miljarder att ha flyttat till städerna. Städernas snabba tillväxt skapar problem för människa och miljö. Tänk om det gick att börja om från början? Rita en stad från grunden med alla dess system: vatten, energi, avfall och klimatkontroll och från början anpassa staden till att vara it-intensiv? Att skapa en smart stad.
Smarta städer har blivit en trend. De byggs i New Songdo i Sydkorea, Fujisawa i Japan och Masdar City i Abu Dhabi.
Även i Europa är en första smart stad på väg. Initiativet har gjort att företaget bakom projektet, Living PlanIT, valts ut som en av World Economic Forums tekniska pionjärer 2012.
Projektet går bortom det vanliga i storleksordning och ambitionsnivå. Planen är att skapa en helt ny stad där smarta elnät, hållbarhet, molnteknik och smarta föremål sammanförs. Staden, som ska hysa 225 000 invånare, ska byggas i Paredes, en kommun nära Porto i norra Portugal. Redan 2015 ska den ha 150 000 invånare, de flesta kommer att arbeta hos Living PlanITs partnerföretag.
Steve Lewis, som tidigare innehaft höga positioner på IBM och Microsoft, är initiativtagare till projektet.
– Vårt första steg är inflyttningen av den första vågen på 10 000 personer under nästa år. Det är för att se att idén fungerar och kan skalas upp.
Tanken med den smarta staden är att intelligens och sensorer ska finnas inbyggda i hela stadens struktur och byggnader, och att använda datakraft för att ständigt övervaka och justera systemen för optimal effektivitet.
Enligt Steve Lewis behöver teknikoptimeringen börja redan med det första spadtaget.
– Byggnadsbranschen är en mycket traditionell bransch. Produktiviteten har minskat med 20 procent sedan 1960.
30 procent av kostnaden för ett bygge beror på att leveranskedjan inte fungerar väl förklarar han.
– I bygget av ett fartyg eller flygplan finns det moment som tar längre tid, men där kan du simulera helheten och spara tid och svinn. Vi kallar det extrem konstruktion.
Extrem konstruktion ska föra in samma just-in-time-tänkande som finns inom industrin i byggbranschen.
– Ingen har riktigt brytt sig om helheten, estetiken har varit viktigare. Arkitekten sätter in ett fönster där det är snyggt och mindre med tanke på var det är effektivt, säger Steve Lewis.
Kärnan i den smarta staden är ett nät av sensorer integrerade i stadens alla byggnader.
– Vi för tillbaka all relevant teknik till byggnaden. Underhållet står för 80 procent av kostnaden för en byggnad, så det finns mycket att tjäna. Tanken är att byggnaden ska bli en tjänst och genom en plug-and-play-arkitektur ska den kunna uppgraderas efter behov. Om en ny tjänst ska läggas till ska den enkelt kunna sättas in i byggnadens nätverk.
Här har problemet varit avsaknaden av gemensamma protokoll mellan enheterna och sensorerna.
– Ofta blir det en blandning av olika protokoll så att kommunikationen inte fungerar. Vi behövde enhetlighet, betonar Steve Lewis.
Därför samarbetar Living PlanIT med MacLaren Electronic Systems för att få tillgång till deras sensorer och protokoll.
Urban Operative System, UOS, är en plattform för realtidskontroll som sammanför datamoln, sensorer, datasimulering, analys och applikationer i byggnader och infrastruktur.
En molnbaserad miljö ska utformas för att samla in, analysera och agera på de data som byggnadernas sensorer spelar in. Molnet tillhandahålls av Microsoft. Det möjliggör byggandet av smarta elnät för att effektivisera energianvändningen, som att slå av lamporna eller luftkonditioneringen när ingen befinner sig i ett rum. Då kan el levereras när priset är som lägst. Det smarta elnätet förbättrar villkoren för förnyelsebara energikällor som är beroende av vind eller sol.
– Det uppmuntrar också privat energiproduktion, då överskotten kan säljas tillbaka till nätet.
Avsikten är att stadens avfall ska användas till energi, gödsel, butanol som fordonsbränsle och till att utvinna biprodukter av aminosyror att säljas till läkemedels- och livsmedelsindustrin. Living PlanIT kan även importera avfall från grannkommunerna.
Antalet olyckor kan minskas av att maskiner kommunicerar med varandra. Omgivningen rapporterar relevant information, berättar Steve Lewis.
– Vid en brand kan brandkåren få veta var du befinner dig i huset genom dess sensorer. Huset kan hjälpa dig till säkerhet genom att leda dig förbi faror. Om du känner dig otrygg på en mörk offentlig plats kan du kommunicera till omgivningen att den ska vrida upp styrkan på gatubelysningen.
Säkerhet och integritet kan hamna i konflikt, Steve Lewis säger att kameraövervakning är överskattad och att stadens utformning kan förebygga olyckor.
– Det är en av fördelarna med vår 250-metersregel, ingen viktig funktion ska vara längre bort än 250 meter.
Living PlanIT har valt Microsoft Azure för att Microsoft har flest antal partner i världen och därmed rätt skala. Det ska vara möjligt att bygga egna appar och lägga upp i stadens egen appstore. Då kan entreprenörer vidareutveckla det urbana operativsystemet. Det är en viktig fördel, men medför också att hackare och buggade program kan utgöra riskfaktorer.
Det gäller att kunna separera person från data, anser Steve Lewis. Problemet är att bedöma när det ska göras.
– Om systemet ger data till individerna kommer de att dela dem med varandra. Det viktiga är att användarna får kontroll över sina data.
I slutändan är UOS det enda som Living PlanIT ska äga.
Projektet har en hel del uppbackning. Den portugisiska regeringen har förklarat Living PlanIT av nationell betydelse vilket ger projektet förmåner och generösa skattelättnader.
– Regeringen har testat oss hårt för att se om vi var värda att satsa på. Och testet har gjort oss gott, understryker Steve Lewis.
Living PlanIT valde just Paredes för att viktiga forskningscentra som nanoteknikens INL finns närheten, för att det finns ett bra lokalt självstyre, för att det är lättare att planera byggnaderna för det behagliga klimatet och för att ”visa att globaliseringen nu utgår från de lokala förhållandena” som Steve Lewis uttrycker det.
EU har lovat att finansiera utbyggnaden av infrastrukturen och samarbetet sker genom EU-kommissionens eget initiativ för smarta städer som pågår inom ramen för setis, Strategic Energy Technologies Information System.
Steve Lewis gamla arbetsgivare Microsoft samt Cisco och Hitachi är några partner i projektet.
Som operativsystem för städer kan Living PlanIT UOS även användas av andra. I maj slöts ett avtal med Las Vegas om ett kunskapsutbyte kring operativsystemet.
Djävulen sitter i detaljerna. Om enskilda tekniker är möjliga att applicera betyder det inte att de fungerar tillsammans som helhet ur en affärsmässig synvinkel och i den öppna miljön av ”staden som tjänst”. Men oavsett om projektet blir framgångsrikt eller inte kommer det att finnas många intressanta lärdomar att dra från Living PlanIT.
Smarta städer har blivit en trend. De byggs i New Songdo i Sydkorea, Fujisawa i Japan och Masdar City i Abu Dhabi.
Även i Europa är en första smart stad på väg. Initiativet har gjort att företaget bakom projektet, Living PlanIT, valts ut som en av World Economic Forums tekniska pionjärer 2012.
Projektet går bortom det vanliga i storleksordning och ambitionsnivå. Planen är att skapa en helt ny stad där smarta elnät, hållbarhet, molnteknik och smarta föremål sammanförs. Staden, som ska hysa 225 000 invånare, ska byggas i Paredes, en kommun nära Porto i norra Portugal. Redan 2015 ska den ha 150 000 invånare, de flesta kommer att arbeta hos Living PlanITs partnerföretag.
Steve Lewis, som tidigare innehaft höga positioner på IBM och Microsoft, är initiativtagare till projektet.
– Vårt första steg är inflyttningen av den första vågen på 10 000 personer under nästa år. Det är för att se att idén fungerar och kan skalas upp.
Tanken med den smarta staden är att intelligens och sensorer ska finnas inbyggda i hela stadens struktur och byggnader, och att använda datakraft för att ständigt övervaka och justera systemen för optimal effektivitet.
Enligt Steve Lewis behöver teknikoptimeringen börja redan med det första spadtaget.
– Byggnadsbranschen är en mycket traditionell bransch. Produktiviteten har minskat med 20 procent sedan 1960.
30 procent av kostnaden för ett bygge beror på att leveranskedjan inte fungerar väl förklarar han.
– I bygget av ett fartyg eller flygplan finns det moment som tar längre tid, men där kan du simulera helheten och spara tid och svinn. Vi kallar det extrem konstruktion.
Extrem konstruktion ska föra in samma just-in-time-tänkande som finns inom industrin i byggbranschen.
– Ingen har riktigt brytt sig om helheten, estetiken har varit viktigare. Arkitekten sätter in ett fönster där det är snyggt och mindre med tanke på var det är effektivt, säger Steve Lewis.
Kärnan i den smarta staden är ett nät av sensorer integrerade i stadens alla byggnader.
– Vi för tillbaka all relevant teknik till byggnaden. Underhållet står för 80 procent av kostnaden för en byggnad, så det finns mycket att tjäna. Tanken är att byggnaden ska bli en tjänst och genom en plug-and-play-arkitektur ska den kunna uppgraderas efter behov. Om en ny tjänst ska läggas till ska den enkelt kunna sättas in i byggnadens nätverk.
Här har problemet varit avsaknaden av gemensamma protokoll mellan enheterna och sensorerna.
– Ofta blir det en blandning av olika protokoll så att kommunikationen inte fungerar. Vi behövde enhetlighet, betonar Steve Lewis.
Därför samarbetar Living PlanIT med MacLaren Electronic Systems för att få tillgång till deras sensorer och protokoll.
Urban Operative System, UOS, är en plattform för realtidskontroll som sammanför datamoln, sensorer, datasimulering, analys och applikationer i byggnader och infrastruktur.
En molnbaserad miljö ska utformas för att samla in, analysera och agera på de data som byggnadernas sensorer spelar in. Molnet tillhandahålls av Microsoft. Det möjliggör byggandet av smarta elnät för att effektivisera energianvändningen, som att slå av lamporna eller luftkonditioneringen när ingen befinner sig i ett rum. Då kan el levereras när priset är som lägst. Det smarta elnätet förbättrar villkoren för förnyelsebara energikällor som är beroende av vind eller sol.
– Det uppmuntrar också privat energiproduktion, då överskotten kan säljas tillbaka till nätet.
Avsikten är att stadens avfall ska användas till energi, gödsel, butanol som fordonsbränsle och till att utvinna biprodukter av aminosyror att säljas till läkemedels- och livsmedelsindustrin. Living PlanIT kan även importera avfall från grannkommunerna.
Antalet olyckor kan minskas av att maskiner kommunicerar med varandra. Omgivningen rapporterar relevant information, berättar Steve Lewis.
– Vid en brand kan brandkåren få veta var du befinner dig i huset genom dess sensorer. Huset kan hjälpa dig till säkerhet genom att leda dig förbi faror. Om du känner dig otrygg på en mörk offentlig plats kan du kommunicera till omgivningen att den ska vrida upp styrkan på gatubelysningen.
Säkerhet och integritet kan hamna i konflikt, Steve Lewis säger att kameraövervakning är överskattad och att stadens utformning kan förebygga olyckor.
– Det är en av fördelarna med vår 250-metersregel, ingen viktig funktion ska vara längre bort än 250 meter.
Living PlanIT har valt Microsoft Azure för att Microsoft har flest antal partner i världen och därmed rätt skala. Det ska vara möjligt att bygga egna appar och lägga upp i stadens egen appstore. Då kan entreprenörer vidareutveckla det urbana operativsystemet. Det är en viktig fördel, men medför också att hackare och buggade program kan utgöra riskfaktorer.
Det gäller att kunna separera person från data, anser Steve Lewis. Problemet är att bedöma när det ska göras.
– Om systemet ger data till individerna kommer de att dela dem med varandra. Det viktiga är att användarna får kontroll över sina data.
I slutändan är UOS det enda som Living PlanIT ska äga.
Projektet har en hel del uppbackning. Den portugisiska regeringen har förklarat Living PlanIT av nationell betydelse vilket ger projektet förmåner och generösa skattelättnader.
– Regeringen har testat oss hårt för att se om vi var värda att satsa på. Och testet har gjort oss gott, understryker Steve Lewis.
Living PlanIT valde just Paredes för att viktiga forskningscentra som nanoteknikens INL finns närheten, för att det finns ett bra lokalt självstyre, för att det är lättare att planera byggnaderna för det behagliga klimatet och för att ”visa att globaliseringen nu utgår från de lokala förhållandena” som Steve Lewis uttrycker det.
EU har lovat att finansiera utbyggnaden av infrastrukturen och samarbetet sker genom EU-kommissionens eget initiativ för smarta städer som pågår inom ramen för setis, Strategic Energy Technologies Information System.
Steve Lewis gamla arbetsgivare Microsoft samt Cisco och Hitachi är några partner i projektet.
Som operativsystem för städer kan Living PlanIT UOS även användas av andra. I maj slöts ett avtal med Las Vegas om ett kunskapsutbyte kring operativsystemet.
Djävulen sitter i detaljerna. Om enskilda tekniker är möjliga att applicera betyder det inte att de fungerar tillsammans som helhet ur en affärsmässig synvinkel och i den öppna miljön av ”staden som tjänst”. Men oavsett om projektet blir framgångsrikt eller inte kommer det att finnas många intressanta lärdomar att dra från Living PlanIT.
